生物分子凝聚體（Biomolecular condensates）是通過(guò)液-液相分離（LLPS）形成的無(wú)膜細胞器。先天免疫對于宿主抵御感染至關(guān)重要，但病原體也擁有復雜的機制來(lái)躲避宿主的防御。生物分子凝聚體的形成在宿主與病原體的相互作用中成為一種關(guān)鍵的生物物理機制，在調節宿主內的免疫反應和病原體生命周期方面發(fā)揮著(zhù)核心作用。
近日，中國醫學(xué)科學(xué)院曹雪濤院士與同濟大學(xué)陳坤研究員在 Cell Press 旗下期刊 Trends in Immunology 上發(fā)表了題為：Biomolecular condensates: phasing in regulated host–pathogen interactions 的綜述論文。
該綜述總結了近期有關(guān)生物分子凝聚體如何重塑膜結合細胞器、影響感染誘導的細胞死亡、被病原體劫持以求生存以及如何調節哺乳動(dòng)物先天免疫等方面理解的最新進(jìn)展。探討了在宿主與病原體相互作用以及感染性疾病期間生物分子凝聚體形成失調所帶來(lái)的影響，并提出了針對此類(lèi)感染開(kāi)發(fā)潛在治療方法的未來(lái)方向。
該綜述的亮點(diǎn)：
● 病原體利用生物分子凝聚體來(lái)重塑膜結合細胞器，從而逃避降解，并促進(jìn)囊泡運輸以及自身在宿主細胞內的復制；
● 生物分子凝聚體能夠調節病原體誘導的程序性細胞死亡；
● 諸如病毒之類(lèi)的病原體利用生物分子凝聚體來(lái)維持其細胞內生命周期，支持病毒進(jìn)入、脫衣殼和基因組復制等過(guò)程；
● 生物分子凝聚體在哺乳動(dòng)物先天免疫信號傳導的調節中發(fā)揮著(zhù)至關(guān)重要的作用。
生物分子凝聚體形成的原理與調控
生物分子凝聚體在感染時(shí)可調節先天免疫反應
生物分子凝聚體重塑膜結合細胞器
病原體利用生物分子凝聚體來(lái)調節先天免疫并支持其生命周期
在宿主與病原體的相互作用中，病原體利用生物分子凝聚體來(lái)支持其生命周期，重塑膜結合細胞器，調控宿主細胞死亡，并調節先天免疫。靶向病原體所利用的相分離凝聚體進(jìn)行干擾，有望成為對抗感染的新途徑。因此，對這些過(guò)程的分子基礎有更深入的了解，可能會(huì )為治療某些傳染病帶來(lái)新策略。
最后，作者提出了該領(lǐng)域的一些懸而未決的問(wèn)題：
● 在穩態(tài)下以及感染不同病原體時(shí)，各種先天免疫細胞中的生物分子凝聚體（包括成分）具有哪些特性？
● 鑒于異常的 RNA 結合蛋白（RBP）表達和功能與感染性和炎癥性疾病密切相關(guān)，不同病原體如何影響宿主細胞中的 RNA-RBP 相互作用組？
● 在宿主與病原體相互作用的不同時(shí)間階段，形成哪些關(guān)鍵的凝聚體來(lái)對其進(jìn)行調節？凝聚體的動(dòng)態(tài)是如何被調節的？
● 在感染和炎癥期間，翻譯后修飾和代謝物濃度如何調節生物分子凝聚體的形成？
● 在感染期間，相分離如何調節不同細胞器之間的接觸？這與凝聚體與膜結合細胞器的接觸性質(zhì)、隔室之間的交換以及細胞器穩態(tài)的維持有關(guān)。
● 異常的相分離如何導致發(fā)病機制和免疫病理學(xué)？這或許可以通過(guò)新的高度靈敏的可視化方法/工具（例如化學(xué)或光遺傳學(xué)工具）更好地評估。這能否應用于感染性疾病患者的臨床樣本？
● 在感染和/或炎癥性疾病期間，哪些質(zhì)量控制生化過(guò)程可能會(huì )逆轉或糾正生物分子凝聚體的變化？
原文鏈接：
https://www.cell.com/trends/immunology/fulltext/S1471-4906(24)00295-3
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